Rancang bangun aplikasi pengatur pola makan penderita diabetes menggunakan algoritma genetika berbasis windows phone

Hak cipta dan penggunaan kembali: Lisensi ini mengizinkan setiap orang untuk menggubah, memperbaiki, dan membuat ciptaan turunan bukan untuk kepentingan komersial, selama anda mencantumkan nama penulis dan melisensikan ciptaan turunan dengan syarat yang serupa dengan ciptaan asli. Copyright and reuse: This license lets you remix, tweak, and build upon work non-commercially, as long as you credit the origin creator and license it on your new creations under the identical terms.. Team project ©2017 Dony Pratidana S. Hum | Bima Agus Setyawan S. IIP.

BAB II LANDASAN TEORI. 2.1 Diabetes Mellitus Diabetes adalah suatu gangguan kronis yang menyangkut metabolik di dalam tubuh,. ditandai. dengan. meningkatnya. kadar. gula. darah. akibat. adanya. ketidakseimbangan antara kebutuhan dan persediaan insulin atau tubuh tidak menghasilkan insulin yang cukup untuk mempertahankan kadar gula darah normal, atau juga dikarenakan sel tidak memberikan respons yang tepat terhadap insulin. Penyakit yang sering dikenal dengan sebutan kencing manis ini merupakan salah satu penyakit yang belum bisa disembuhkan, tetapi dapat dilakukan beberapa perawatan agar tidak semakin parah dan tidak mengalami komplikasi yang dapat menimbulkan masalah kesehatan lainnya, sehingga penderita dapat menjalani kehidupannya secara normal. Insulin yang diberikan bukan untuk menyembuhkan tetapi untuk mengontrol kadar gula darah agar tetap dalam posisi normal dan terjaga stabil. Berbagai cara dilakukan oleh orang yang mengidap diabetes mellitus untuk menjaga agar kadar gula darahnya tetap dalam batas normal. Salah satu caranya adalah mengikuti program makanan sehat atau lebih dikenal dengan diet terapi diabetes (Marpaung, 2011). Klasifikasi diabetes dahulu dilihat dari umur terserangnya penyakit diabetes yakni dewasa di atas 45 tahun atau anak-anak. Namun kini tidak lagi diterapkan seperti itu karena sulit mengategorikan diabetes yang muncul pada penderita usia 20 - 39 tahun. Pada tahun 2000 diperkirakan sekitar 150 juta orang di dunia mengidap diabetes mellitus. Jumlah ini diperkirakan akan meningkat menjadi dua kali lipat pada tahun. Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.

2005, dan sebagian besar peningkatan itu akan terjadi di negara-negara yang sedang berkembang seperti Indonesia (Drs. Muchid Abdul, 2005). Jumlah tersebut sangat menunjukkan bahwa penyakit ini menjadi penyebab kematian yang cukup bagi warga Negara Indonesia. Populasi penderita diabetes di Indonesia diperkirakan berkisar antara 1,5 sampai 2,5%, kecuali di Manado 6%. Dengan jumlah penduduk sekitar 200 juta jiwa, berarti lebih kurang 3-5 juta penduduk Indonesia menderita diabetes. Tercatat pada tahun 1995, jumlah penderita diabetes di Indonesia mencapai 5 juta jiwa. (Widyawati, 2014) Dalam mengatur pola makan, user pun harus mengetahui keadaan dirinya sendiri. Karena input yang diperlukan antara lain berat badan, jenis kelamin, kadar gula darah sebelumnya, sehingga saat disarankan pola makan apa yang seharusnya dilakukan dapat bermanfaat dan tepat sasaran. Menurut Ketut Suastika dalam jurnal yang berjudul Petunjuk Praktis Terapi Insulin pada Pasien Diabetes Melitus mengatakan bahwa pemahaman pasien tentang cara menghitung karbohidrat sangat penting, terutama pada pasien yang mendapat terapi insulin dengan dosis multiple. Perhitungannya, untuk setiap 15 gram karbohidrat (60kal = dibutuhkan 1 unit insulin). Usia dan berat badan mempengaruhi kebutuhan insulin untuk karbohidrat yang dikonsumsi (Ketut Suastika, Tanpa tahun). Menurut Tandra (2010:11-12), ada faktor lain yang menyebabkan penyakit diabetes seperti faktor keturunan, kegemukan, pola hidup yang buruk, virus atau bakteri, proses autoimun atau reaksi alergi terhadap sel pankreas sendiri, nutrisi dan bahan beracun. Diabetes yang disebabkan oleh proses autoimun lebih sulit dicegah daripada diabetes yang timbul karena infeksi virus atau gangguan gizi. Penyakit. Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.

diabetes terdiri dari dua tipe yang paling umum dijumpai di sekitar masyarakat antara lain: 2.1.1. Diabetes Tipe 1 Diabetes tipe ini cenderung menyerang pasien dengan rentang umur di bawah. 20 tahun dengan karakteristik memiliki berat badan di bawah normal atau kurus. Hal ini didukung dengan pernyataan seorang dokter penyakit dalam bernama dr. Edi Karwono, Sp.PD yang menyatakan bahwa pasien yang menderita diabetes tipe 1 atau yang biasa disebut dengan istilah juvenile onset memang ada, walau jumlahnya lebih sedikit dari diabetes tipe 2 atau adult onset yang lebih banyak menyerang pasien di atas 35 tahun dengan karakteristik memiliki berat badan berlebih atau biasa disebut dengan obesitas. Beliau juga menyampaikan bahwa diabetes tipe 1 ini disebabkan oleh pankreas yang sama sekali tidak dapat memproduksi insulin. Karena kerusakan pankreas inilah yang menyebabkan pasien penderita diabetes tipe 1 lebih rutin menggunakan suntikan insulin daripada pasien diabetes tipe 2 yang dapat ditanggulangi dengan obat–obatan diabetes dan pengaturan pola makan. Sementara itu, diabetes tipe 2 disebabkan oleh insulin yang tidak cukup atau tidak dapat bekerja dengan optimal untuk keseluruhan sistem tubuh manusia secara individu, oleh karena itu penderita diabetes tipe 2 dapat dibantu obat oral atau obat telan (dr.Edi, 2014). 2.1.2. Diabetes Tipe 2 Berbeda dengan diabetes tipe 1 yang sulit diprediksi dan dicegah karena. penyakit ini cenderung terjadi karena kelainan genetika yang dibawa sejak lahir, diabetes tipe 2 dapat dicegah dengan pola makan yang sehat dan olahraga yang cukup (Pramudiarja, 2012).. Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.

Diabetes tipe 2 berkembang sangat lambat, berbeda dengan diabetes tipe 1. Gejala diabetes tipe 2 seringkali tidak terasa. Penderita diabetes tipe 2 tidak mutlak memerlukan suntikan insulin karena pankreasnya masih menghasilkan insulin, tetapi kerja insulin tidak efektif karena di dalam tubuh terjadi resistensi insulin atau penurunan kemampuan hormon insulin untuk menurunkan kadar gula darah (dr.Edi, 2014). Saat resistensi insulin, pankreas harus bekerja keras memproduksi insulin dalam jumlah banyak untuk dapat menggempur resistensi insulin tersebut dan memberi kesempatan gula untuk masuk ke dalam sel-sel tubuh. Jika kondisi ini tidak segera diperbaiki, pankreas kelelahan dan kemampuan untuk menghasilkan insulin menurun sehingga gula menumpuk di dalam darah. Salah satu faktor pemicu resistensi insulin atau diabetes tipe 2 adalah obesitas, khususnya kegemukan di daerah perut, kurangnya aktivitas fisik, dan terlalu banyak makan dengan gizi yang tidak seimbang (Femina Group, 2014). Pasien diabetes mellitus tipe 2 yang mengatur pola makannya dengan banyak memakan makanan yang berserat contohnya sayuran, lebih efektif mengobati penyakit diabetes tipe 2 daripada orang yang hanya meminum obat oral diabetes. Penelitian dilaksanakan oleh the Physicians Committee for Responsible Medicine – PCRM di Universitas George Washington dan Universitas Toronto dengan dana dari The National Institutes of Health and the Diabetes Action Research and Education Foundation. Penelitian tersebut melibatkan 99 orang penderita diabetes mellitus tipe 2 dan memberikan hasil berupa peserta dengan makan vegan lebih menunjukkan kemajuan yang signifikan (Sirpis, tanpa tahun).. Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.

Seorang peneliti dari Harvard School of Public Health (DokterSehat.com, 2013) menyatakan bahwa “mengkonsumsi buah-buahan secara utuh terutama anggur, apel, dan blueberry berkaitan dengan menurunnya risiko diabetes tipe 2.” Dari pernyataan tersebutlah membuktikan bahwa gaya hidup sehat meminimalkan risiko penyakit diabetes mellitus tipe 2. Pelaksanaan pengaturan diet bagi penderita diabetes tak lantas mengurangi gizi yang ada, melainkan harus makan yang bergizi dan cukup, makan makanan tinggi serat, sayur dan buah–buahan, mengurangi makanan yang berminyak dan berlemak, mengurangi konsumsi kadar gula yang berlebihan, menghindari minuman beralkohol. Selain mengatur pola makan, perlu juga melakukan olah raga secara rutin, dan menjaga berat badan dalam keadaan normal (Tandra, 2010). 2.1.3. Diabetes Mellitus dalam Kehamilan (Diabetes Gestasional) Diabetes dapat menyerang wanita hamil dan biasanya berkembang pada. trimester kedua dan akan hilang setelah bayi lahir. Diabetes tipe ini menyerang sekitar dua dari seratus wanita hamil dan bagi wanita hamil yang menderita diabetes tipe 1 memperparah keadaan wanita penderita diabetes gestasional. (AloDokter.com, 2014) Dr. Regina dalam website yang bernama diabetesmelitus.org, pusat informasi tentang penyakit DM (Regina, 2013) menyatakan bahwa, Diabetes gestasional disebabkan oleh perubahan hormonal yang terjadi selama kehamilan. Peningkatan kadar beberapa hormon yang dihasilkan plasenta membuat sel–sel tubuh menjadi kurang responsif terhadap insulin karena plasenta terus berkembang selama kehamilan, produksi, hormonnya juga semakin banyak dan memperberat resistensi insulin yang terjadi.. Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.

2.1.4. Diabetes Tipe Lain Diabetes Mellitus tipe lain adalah tipe diabetes selain tipe 1, tipe 2, dan. gestasional menurut Alwi Shahab dalam website yang berjudul Diagnosis dan Penatalaksanaan Diabetes Mellitus (Shahab, 2011) terdiri dari: A. Defek genetik fungsi sel beta:. a) Maturity Onset Diabetes of the Young (MODY) 1,2,3. b) DNA mitokondria B. Defek genetik kerja insulin C. Penyakit endokrin pankreas:. a) Pankreatitis b) Tumor pankreas /pankreatektomi c) Pankreatopati fibrokalkulus D. Endokrinopati:. a) Akromegali b) Sindrom Cushing c) Feokromositoma d) Hipertiroidisme E. Karena obat/zat kimia:. a) Vacor, pentamidin, asam nikotinat b) Glukokortikoid, hormon tiroid c) Tiazid, dilantin, interferon alfa dan lain-lain F. Infeksi:. a) Rubella kongenital, Cytomegalovirus (CMV). Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.

G. Sebab imunologi yang jarang:. a) Antibodi anti insulin H. Sindrom genetik lain yang berkaitan dengan DM:. a) Sindrom Down, sindrom Kleinfelter, sindrom Turner, dan lain-lain.. 2.2 Algoritma Genetika Algoritma genetika adalah evolusi atau perkembangan dunia komputer dalam bidang kecerdasan buatan. Kemunculan algoritma ini terinspirasi dari teori evolusi Darwin tentang evolusi biologi (Tambunan, 2011). Algoritma ini merupakan metode yang dapat dipakai untuk menyelesaikan masalah pelacakan dan optimasi. Teknik ini didasarkan pada proses genetika dari organisme biologis. Algoritma ini juga dapat dikatakan sebagai suatu prosedur pengulangan yang memelihara populasi struktur yang merupakan kandidat solusi dalam suatu domain yang spesifik. Pada setiap penambahan waktu atau generasi, struktur dinilai berdasarkan keefektifan penyelesaian masalah. Algoritma ini bekerja dengan populasi dari individu yang masing–masing merepresentasikan solusi yang mungkin dari suatu masalah. Kelebihan dari algoritma ini adalah mempertimbangkan banyak solusi dalam ruang pencarian secara simultan, langsung bekerja dengan string yang merepresentasikan himpunan parameter solusi, dan menggunakan keputusan probabilistik untuk menuntun pencarian. Ciri–ciri algoritma genetika menurut Leonard Tambunan dalam papernya yang berjudul algorima genetika (Tambunan, 2011), sebagai berikut: a) Menggunakan hasil pengkodean dari parameter, bukan parameter itu sendiri. b) Bekerja pada populasi bukan pada sesuatu yang unik.. Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.

c) Menggunakan nilai satu–satunya pada fungsi dalam prosesnya dan tidak menggunakan fungsi luar atau pengetahuan lainnya. d) Menggunakan fungsi transisi probabilitas, bukan sesuatu yang pasti. 2.2.1. Sejarah Singkat Algoritma Genetika Setiap hal di dunia memiliki sejarah muncul dan berkembangnya, demikian. pula halnya dengan algoritma genetika. Sejarah algoritma genetika berawal pada tahun 1960 oleh I. Rochenberg yang mengemukakan tentang evolusi komputer dalam buku yang berjudul “Evolution Strategies”. Kemudian algoritma ini dikembangkan oleh John Holland pada tahun 1970-an di New York Amerika Serikat dengan mengeluarkan buku yang berjudul “Adaptation in Natural and Artificial System” yang diterbitkan tahun 1975 (Tambunan, 2011). David Goldberg (1989) adalah salah satu murid dari John Holland yang memopulerkan hasil penelitian mereka dan mendefinisikan algoritma genetika berdasarkan pada mekanisme seleksi alam dan genetik alam (Kusuma, 2014). 2.2.2. Komponen Dasar Algoritma Genetika Ide dasar algoritma genetika adalah mencari solusi dari serangkaian populasi. individu. Berikut merupakan komponen dasar algoritma genetika (Michalewicz, 1996) yakni: a) Representasi genetik dari solusi–solusi masalah. b) Cara membentuk populasi awal dari solusi–solusi. c) Fungsi evaluasi yang memberikan urutan solusi–solusi berdasarkan fitness. d) Operator–operator genetik yang mengubah komposisi genetik dari offspring selama reproduksi.. Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.

e) Nilai–nilai untuk parameter algoritma genetika. Algoritma genetika memelihara populasi individu–individu untuk setiap generasi. Setiap individu memberikan ukuran fitness dan nilai ini menunjukkan derajat ketangguhan kromosom dalam beradaptasi terhadap masalah. Daya tarik algoritma ini adalah kemampuan mencari solusi yang baik dan cepat untuk masalah yang kompleks (Tyas, 2014). Kelebihan algoritma genetika (Haupt, 2004) adalah sebagai berikut: a) Mengoptimalkan dengan variabel diskrit. b) Tidak memerlukan informasi derivatif. c) Bersamaan pencarian dari sebuah sampel yang luas. d) Berkaitan dengan variabel dengan jumlah yang besar. e) Baik untuk komputer paralel. f) Memberikan daftar variabel yang optimal bukan hanya solusi tunggal. g) Optimasi dilakukan dengan mengkodekan variabel. h) Bekerja dengan data numerik yang dihasilkan, data eksperimen dan analisa fungsi. Variabel dan parameter yang digunakan pada algoritma genetika (Tobing, 2010) adalah sebagai berikut: a) Fungsi fitness yang dimiliki oleh masing–masing individu untuk menentukan tingkat kesesuaian individu tersebut dengan kriteria yang ingin dicapai. b) Populasi jumlah individu yang dilibatkan pada setiap generasi. c) Probabilitas terjadinya persilangan (crossover) pada suatu generasi. d) Probabilitas terjadinya mutasi pada setiap individu.. Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.

e) Jumlah generasi yang akan dibentuk yang menentukan lama penerapan algoritma genetika. 2.2.3. Tahapan Alur Algoritma Genetika Secara umum struktur dari suatu algoritma genetik dapat didefinisikan dengan. langkah-langkah (Tobing, 2010), sebagai berikut: 1. Membangkitkan populasi awal Populasi awal ini dibangkitkan secara random sehingga didapatkan solusi awal. Populasi itu sendiri terdiri atas sejumlah kromosom yang merepresentasikan solusi yang diinginkan. 2. Membentuk generasi baru Untuk membentuk generasi baru, digunakan operator reproduksi/ seleksi, crossover dan mutasi. Proses ini dilakukan berulang-ulang sehingga didapatkan jumlah kromosom yang cukup untuk membentuk generasi baru dimana generasi baru ini merupakan representasi dari solusi baru. Generasi baru ini dikenal denga istilah anak (offspring). 3. Evaluasi solusi Pada tiap generasi, kromosom akan melalui proses evaluasi dengan menggunakan alat ukur yang dinamakan fitness. Nilai fitness suatu kromosom menggambarkan kualitas kromosom dalam populasi tersebut. Proses ini akan mengevaluasi setiap populasi dengan menghitung nilai fitness setiap kromosom dan mengevaluasinya sampai terpenuhi kriteria berhenti. Bila kriteria berhenti belum terpenuhi, maka akan dibentuk lagi generasi baru dengan mengulangi langkah 2. Beberapa kriteria berhenti yang sering digunakan antara lain: berhenti. Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.

pada generasi tertentu, berhenti setelah dalam beberapa generasi berturut-turut didapatkan nilai fitness. 4. Menentukan nilai objektif Fungsi objektif adalah fungsi yang berguna untuk melakukan perhitungan tertentu yang digunakan untuk menghitung nilai fitness. Dalam penelitian ini, fungsi objektif ada pada perhitungan selisih antara kebutuhan kandungan makanan yang seharusnya dimakan user dengan kandungan yang terdapat dalam sejumlah makanan. 5. Menghitung nilai fitness Nilai fitness ditentukan dengan memilih individu dari sejumlah populasi dengan nilai objektif yang terbaik untuk dijadikan sebagai solusi atau hasil yang dicari. Dalam penelitian ini, nilai fitness terbaik ada pada fungsi objektif terkecil, yakni selisih antara kebutuhan kandungan makanan yang seharusnya dimakan user dengan kandungan yang terdapat dalam sejumlah makanan kecil. Dapat dikatakan selisih kecil berarti kandungan makanan yang terdapat dalam makanan mendekati nilai kandungan yang seharusnya. 6. Menghitung probabilitas Probabilitas adalah peluang terpilihnya suatu individu menjadi solusi dari permasalahan yang ada. 7. Cross over Cross over adalah cara untuk mencari alternatif individu baru yang dapat dimunculkan dengan cara memindahkan secara silang sejumlah deretan gen atau kromosom di dalam individu yang lama.. Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.

8. Mutasi Mutasi adalah cara untuk mencari alternatif individu baru yang dapat dimunculkan dengan cara memindahkan sejumlah deretan gen atau kromosom di dalam individu yang lama.. 2.3 Windows Phone Windows Phone adalah platform baru di dunia mobile. Aplikasi yang Windows Phone miliki di Windows Store sudah banyak. Apalagi konsumen juga sudah mendapatkan Office Mobile Lengkap Gratis dan layanan SkyDrive gratis 7GB. Kelebihan yang dimiliki (Chrisnado, 2013), antara lain : a) Mudah digunakan dalam hal tampilan tidak berantakan, menu-menunya tertata rapi dan tidak ada aplikasi pihak ketiga yang dapat mengubah tampilan dan menu sistem utama. b) Live Tile - Beberapa aplikasi memang bisa menjadi Live Tile, seperti Message, Photos, Bing, People yang dapat menampilkan isi dari setiap aplikasi tersebut. Setiap Live Tile bisa diubah ukurannya dan bisa dipindah-pindah sesuai keinginan pengguna. c) Kemampuan yang pas tidak seperti kompetitor lain, Microsoft telah menetapkan hardware guide kepada perusahaan penghasil Windows Phone untuk tidak menggunakan spesifikasi yang di bawah requirement Windows Phone sistem. d) Terhubung dengan berbagai layanan yakni akan ada beberapa layanan Microsoft yang terhubung dengan pengguna, seperti SkyDrive, Microsoft account, Exchange, Jejaring Sosial dan Outlook.com.. Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.

e) Xbox Live – Pengguna dapat memainkan game Xbox dengan account sendiri, dan mendapatkan achievement dan bermain secara online dengan sesama pengguna Windows Phone.. 2.4 Testing dan Penentuan Sampel Testing adalah kegiatan yang dilakukan untuk menguji suatu sistem. (Gay, 1992) berpendapat bahwa semakin banyak sampel menandakan penelitian semakin baik dan akurat karena hasilnya dapat digeneralisasi. Ukuran sampel yang diterima sangat bergantung pada jenis penelitian (Hendryadi, 2012), antara lain sebagai berikut: 1. Penelitian bersifat deskriptif, maka minimum sampel ialah 10% dari jumlah populasi. 2. Penelitian korelasional, minimum sampel adalah 30 orang. 3. Penelitian kausal perbandingan, sampelnya sebanyak 30 subjek per kategori penelitian. 4. Penelitian eksperimental, minimal sampel berjumlah 15 orang per kategori. (Roscoe, 1975) juga memberikan beberapa panduan untuk menentukan ukuran sampel, yaitu: 1. Ukuran sampel lebih dari 30 dan kurang dari 500 adalah ukuran yang digunakan oleh mayoritas peneliti. 2. Jika sampel dipecah ke dalam subsampel (pria/wanita, junior/senior, dan sebagainya), maka ukuran sampel minimum 30.. Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.

3. Penelitian multivariate (termasuk analisis regresi berganda), ukuran sampel10x lebih besar dari jumlah variabel dalam penelitian. 4. Penelitian eksperimental sederhana dengan kontrol eskperimen yang ketat, ukuran sampel kecil antara 10 sampai dengan 20 orang.. Rancang Bangun ..., Regina Wanda Anugrah Putri, FTI UMN, 2015.